Модернизированные холодильные установки для переработки газа на морских буровых платформах

Общие сведения

Компания GEA была привлечена в качестве разработчика проекта по модернизации холодильной установки для морской газовой буровой платформы в Северном море. Заказчику требовалась своевременная установка нового холодильного агрегата, приводимого в действие ротационным компрессором. Технические условия потребовали от компании GEA креативного подхода. Путем модернизации существующей технологии компания GEA предоставила решение, обеспечившее высокую эффективность, снижение затрат и преимущества при проведении техобслуживания.

Заказчик

Заказчик из этого примера, ведущий деятельность в Соединенных Штатах, Европе и Африке, является крупной независимой глобальной энергетической компанией, сфокусированной на инвестициях в нетрадиционные источники энергии.

Холодильные установки — ключевая отраслевая потребность

Работа установок подготовки природного газа, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов и объединенных химических комплексов основана на использовании крупномасштабных холодильных систем для бесперебойного и безопасного выполнения их повседневных технологических задач.

Соответствие новым стандартам

Новая и более строгая европейская нормативно-правовая база по использованию таких фторсодержащих парниковых газов (F-газы), как гидрофторуглероды (ГФУ), стимулировала рост потребности в широком спектре промышленных компаний, занимающихся переоценкой существующих или устаревших холодильных установок. Она также создала новую возможность для пересмотра и модернизации технологий охлаждения, которые более не обеспечивают максимальную эффективность.

Выбор правильного хладагента

Проект по модернизации холодильной установки на основании использования соответствующего требованиям негорючего хладагента с потенциалом глобального потепления (ПГП) ниже 2500. Так как тип хладагента имеет прямое влияние на частоту обязательных периодических проверок, выбор правильного хладагента является исключительно важным фактором для устанавливаемых на морских платформах систем, где существуют другие серьезные ограничения для проведения технического обслуживания и ремонта. Инженеры GEA выбрали чистый, не содержащий хлора хладагент с потенциалом озонового истощения, равным нулю.

Факторы воздействия на морской платформе

Проект с размещением на морской платформе означал, что компании GEA придется учитывать пространственные ограничения, действующие в отношении существующего модуля, который занимал крайне ограниченную площадь, поэтому компании GEA пришлось выполнять проектирование с учетом этого ограничения, а также с учетом веса, чтобы обеспечить возможность подъема и монтажа. Также были учтены дополнительные факторы, включая транспортную логистику, амортизирование и факторы внешней среды. Механическое проектирование в рамках предложенного решения было поддержано и представлено заказчику с использованием программного обеспечения для 3D-моделирования.


Проект включает использование двойного торцового уплотнения на компрессоре для снижения объема выбросов в атмосферу и двойные стопорные клапаны блока и дренажной системы в нагнетательных трубопроводах, где, возможно, понадобится выполнять ремонт.

Так как устанавливаемые на морских платформах системы могут создавать множество проблем, связанных с поставкой запасных частей и компонентов, в особенности в суровых зимних условиях, когда возникают проблемы для сообщения с использованием вертолетов и морских судов, от оператора требуется внимательное и тщательное изучение надежности, эксплуатационной готовности, ремонтопригодности (RAM) и типа повреждения, анализ последствий и важности отказов (FMECA) установки с целью определения основы для выбора подходящих запасных частей как на два года эксплуатации, так и в качестве базового набора основных запасных частей. В результате этого исследования был поставлен полный список запасных частей, пригодных для конкретного применения, а также была предоставлена информация о более обширном наборе запасных частей. Результаты этого исследования показали, что коэффициент эксплуатационной готовности холодильного агрегата превышает 99%.

Натурное испытание

Подготовка натурных испытаний
Подготовка натурных испытаний

В качестве итоговой проверки оператор запросил проведение полного натурного испытания. Испытание было проведено в мастерской перед доставкой. Полное испытание было проведено с использованием специфического для проекта компрессора, электродвигателя и контура циркуляции смазочного масла. На месте испытаний был установлен испытательный стенд, соответствующий мощности электродвигателя компрессора и характеристикам коммуникаций, необходимых для проведения испытаний (охлаждающая вода, электроснабжение, азот, воздух).

Испытания установки продолжались в течение четырех часов непрерывной работы на расчетных оборотах. Это подтверждает механическую работоспособность установки и функциональные возможности системы. В ходе испытаний контролировались уровни шума и вибраций.

Инновационное решение

Винтовой компрессор GEA с впрыском масла в составе холодильной установки на морской буровой платформе
Винтовой компрессор GEA с впрыском масла (в белом) в составе холодильной установки на морской буровой платформе

Новая холодильная установка была разработана на основании существующих спецификаций заказчика, включая контроль обезвоживания и точки росы. Компания GEA заменила существующий ротационный компрессор на маслозаполненный винтовой компрессор GEA и испаритель затопленного типа — относительно новое применение устройств затопленного типа. Применительно к ротационному компрессору эквивалентной мощности — выбор в пользу изготовленного компанией GEA центробежного винтового компрессора позволил заказчику снизить монтажные расходы. Кроме того, он имеет меньшие физические размеры и более прост с точки зрения технического обслуживания благодаря большому сроку службы торцового уплотнения. Стандартный период технического обслуживания для маслозаполненного винтового насоса составляет три года. Этот увеличенный интервал между циклами обязательного технического обслуживания гарантирует высокую эксплуатационную готовность системы.

Трехмерная модель модернизированного холодильного агрегата GEA
Трехмерная модель модернизированного холодильного агрегата GEA

Благодаря прогрессивно мыслящей команде технологических систем GEA, которая расширила спектр технических возможностей для поиска высоконадежного и малообслуживаемого решения для заказчика, был достигнут положительный результат.